本發(fā)明涉及可降解塑料技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種可降解竹塑納米復(fù)合材料。
背景技術(shù):
我國擁有豐富的竹資源,竹子具有生長速度極快、易成材、強(qiáng)度高等優(yōu)點。為開發(fā)竹資源、近年來竹塑復(fù)合材料得到了快速發(fā)展。所謂竹塑復(fù)合材料是以竹粉或竹纖維與塑料為主要原料,在熔融狀態(tài)下充分混煉而成的新型復(fù)合材料。竹塑復(fù)合材料具有天然竹材的美感,耐腐蝕、蟲蛀,尺寸穩(wěn)定性好,不褪色,易于切割、鉆孔,充分利用自然廢棄物,有利于環(huán)保等優(yōu)點。竹塑復(fù)合材料被廣泛用于建造平臺、欄桿、步道、踏步、戶外桌椅、花架、樹池等戶外建筑園林構(gòu)件,也可用于室內(nèi)裝潢、包裝、運輸托盤等諸多領(lǐng)域。
現(xiàn)有竹塑復(fù)合材料大都使用聚丙烯、聚乙烯等塑料材料,其降解性能差,且竹纖維與塑料之間的界面結(jié)合性能差,竹塑復(fù)合材料在制備過程中存在原料熔體流動速率低,竹纖維分布均勻性差,產(chǎn)品存在性能缺陷等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種可降解竹塑納米復(fù)合材料,能夠解決現(xiàn)有竹塑復(fù)合材料存在的已有不足之處。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種可降解竹塑納米復(fù)合材料,包括如下重量份組分:可降解塑料40~60份、竹纖維30~50份、納米氧化鋅5~10份、納米蒙脫土10~20份、甘油5~10份、偶聯(lián)劑3~5份、抗氧劑0.5~1.5份。
在本發(fā)明一個較佳實施例中,所述可降解塑料顆粒包括質(zhì)量比為3:2的聚乳酸和淀粉基生物可降解塑料。
在本發(fā)明一個較佳實施例中,所述淀粉基生物可降解塑料的制備方法為:
(1)植物淀粉氧化:將植物淀粉中加入過量的質(zhì)量濃度為0.2~0.3g/ml的高碘酸鈉溶液,室溫下機(jī)械攪拌5~6h,然后過濾,并將濾餅先后用蒸餾水和無水乙醇清洗至無碘酸根離子;
(2)糊化及混料:將步驟(1)中氧化后的淀粉溶于去離子水中,在一定溫度下進(jìn)行糊化反應(yīng),然后在攪拌的狀態(tài)下先后向其中加入一定量的聚乙烯醇、甘油和竹粉,充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍?/p>
(3)干燥成型:將步驟(2)中的混合物在50~80℃下干燥至濕含量為30~40%,然后恒濕保存?zhèn)溆谩?/p>
在本發(fā)明一個較佳實施例中,所述步驟(2)中,所述糊化反應(yīng)的溫度為85~90℃,時間為30~60min;所述聚乙烯醇、甘油和竹粉的加入量分別為步驟(1)中植物淀粉用量的20%、10%和5%。
在本發(fā)明一個較佳實施例中,所述竹粉的目數(shù)為300~500目。
在本發(fā)明一個較佳實施例中,所述竹纖維的直徑為30~300μm,其長徑比大于等于500。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一種可降解竹塑納米復(fù)合材料,其通過原料的選擇使用,一方面具有100%的降解率,另一方面通過納米粒子來修飾竹纖維表面及空洞結(jié)構(gòu)并且利用納米粒子和竹纖維的協(xié)同作用,提高它與竹纖維界面相容性、改善其熔體流動速率;最后,其通過含有竹粉的淀粉基生物可降解塑料的使用,進(jìn)一步提高了竹纖維與基體樹脂的相容性,從而促進(jìn)熔體流動速率的提高和竹纖維的分散均勻性,提高了竹塑復(fù)合材料的綜合性能。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述,以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解,從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
本發(fā)明實施例包括:
實施例1
一種可降解竹塑納米復(fù)合材料,包括如下重量份組分:可降解塑料40份、直徑為30~300μm,長徑比大于等于500的竹纖維30份、納米氧化鋅5份、納米蒙脫土10份、甘油5份、偶聯(lián)劑3份、抗氧劑0.5份。其中,所述可降解塑料顆粒包括質(zhì)量比為3:2的聚乳酸和淀粉基生物可降解塑料。所述淀粉基生物可降解塑料的制備方法如下:
(1)植物淀粉氧化:取20~30g碘酸鈉溶于25℃,1000ml的去離子水中,得到質(zhì)量濃度為0.2~0.3g/ml的高碘酸鈉溶液;然后向植物淀粉中加入過量的已制備好的高碘酸鈉溶液中,在室溫下以100~300r/min的轉(zhuǎn)速機(jī)械攪拌5~6h,然后過濾,并將濾餅先后用蒸餾水和無水乙醇清洗至無碘酸根離子,并防止濾餅干燥;
(2)糊化及混料:將步驟(1)中氧化后的淀粉溶于去離子水中,在85~90℃的溫度下進(jìn)行糊化反應(yīng)30~60min,然后在攪拌的狀態(tài)下先后向其中加入占步驟(1)中植物淀粉用量的20%、10%和5%的聚乙烯醇、甘油和300~500目的竹粉,充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍黄渲?,竹粉已用偶?lián)劑進(jìn)行偶聯(lián)處理;
(3)干燥成型:將步驟(2)中的混合物在50~80℃下干燥至濕含量為30~40%,然后恒濕保存?zhèn)溆谩?/p>
實施例2
一種可降解竹塑納米復(fù)合材料,包括如下重量份組分:可降解塑料60份、直徑為30~300μm,長徑比大于等于500的竹纖維50份、納米氧化鋅10份、納米蒙脫土20份、甘油10份、偶聯(lián)劑5份、抗氧劑1.5份。其中,所述可降解塑料顆粒包括質(zhì)量比為3:2的聚乳酸和淀粉基生物可降解塑料。所述淀粉基生物可降解塑料的制備方法同實施例1。
上述竹塑納米復(fù)合材料的降解率為100%。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。